第四讲 “大气与天气、气候”篇知识体系分析  下一节 返回
 
 
本篇的重点和难点  

本篇的重点是对流层的特点、行星风系的形成、常见的天气系统和人类活动对气候的影响。

大气的垂直结构和对流层特点是学习行星风系的基础。行星风系构成了世界气候的基本框架,常见的天气系统与学生生活关系紧密,既是学科教学的重点,也是引导学生认识自然、提高生活能力的基本内容。认识全球大气运动的基本规律,联系实际,提高地理学习能力和生活能力。人类活动对气候的影响在培养学生人与自然和谐共处的可持续发展观念方面具有不可替代的作用。

本篇的难点是学会阅读有关的大气环流示意图,学会阅读冷锋、暖锋、气旋、反气旋示意图,阅读图表资料分析主要气候类型的特点及其成因。

一、本篇知识体系分析  

本篇由“大气的组成和垂直分层”、“行星风系”、“季风”、“台风、寒潮和梅雨”以及“人类活动与气候”五个专题组成。紧扣大气环境与人类生存发展关系这一主线,教材从大气对人类生产生活的影响,人类生产生活对大气的影响两个视角,讲述大气的组成和垂直分层、大气的热力状况、大气的运动、行星风系、季风环流等基本知识和原理,分析气旋、反气旋、锋面等常见天气系统的形成发展规律,并通过原理和规律的讲解,引导学生分析世界主要气候类型的分布及其基本特征、季风气候对我国农业生产的影响,我国常见的气象气候灾害,人类活动对全球气候变化的影响等,力图将知识理论的产生和形成的过程比较完整、清晰地向学生呈现。

1.专题8大气的组成和垂直分层

专题8由“大气的组成”、“大气的垂直分层”、“大气圈对地球生命的保护”三个知识点组成。本专题是“第三篇大气与天气、气候”的第一部分,也是第三篇教学的前奏和基础。

对于“大气的组成”这一知识点,可通过观看“大气的成分及作用”视频,围绕以下5个问题进行讨论;同时适当引入全球气候变暖、臭氧层空洞现象,为专题12做准备。

① 低层大气由哪几个部分组成?

② 干洁空气的主要成分有哪些?

③ 氮气、氧气、二氧化碳在大气中分别有何作用?

④ 大气中的水汽和固体杂质在天气变化中扮演什么角色?

⑤ 目前人类活动对大气主要成分有何影响?这一影响又如何反作用于人类?

对流层大气中的水汽和二氧化碳主要吸收太阳辐射中波长较长的红外线;大气中的云层和尘埃把太阳辐射的一部分反射回宇宙空间;空气分子或微小尘埃能散射一部分太阳辐射。

关于大气垂直分层。气温的垂直分布是划分大气层的主要依据,也是大气各层最基本的特征。因此教师应补充 “气温垂直分布”图,并将此图作为分析大气各层特点的突破口,围绕以下6个问题进行分析。

①图中的横坐标表示什么?纵坐标表示什么?

②对流层气温曲线是如何变化的?平流层的气温曲线又是如何变化的?

③对流层与平流层的气温随高度的变化有何不同?

④对流层大气能量来自哪里?平流层大气能量又来自何处?

⑤云、雨、雪、雾等天气现象为什么发生在对流层?

⑥飞机常规飞行在哪一层较适宜?

我们对上述6个问题进行小结:各层大气温度变化状况不同,对流层气温随高度增加而降低,决定大气对流运动显著,而对流运动又产生了复杂的天气现象;平流层的气温随高度增加而上升,这种温度梯度不利于对流运动,大气以平流运动为主,因而天空晴朗利于飞行。

当然小结也可以采用列表进行比较。

垂直分布

高度

气温在垂直方向上变化

空气运动

与人类关系

高层大气

 

 

 

 

平流层

 

 

 

 

对流层

 

 

 

 

关于大气圈对地球生命的保护这一知识点,可从三个方面进行分析。通过阅读教材中设置的专栏“太空之吻”,可得出大气圈是地球母亲坚实的“防弹衣”。分析大气的保温作用示意图,可得出大气圈是地球生命的“遮阳伞”和“保温被”的结论。了解大气受热,需要明确大气的热量来源,即导致大气运动的能量来源。太阳辐射是大气根本的热源,地面(包括陆面和海面)是大气直接的热源。大气的受热过程,实际上是太阳辐射、地面辐射和大气辐射之间相互转化的过程。其中,大气温室效应及其作用是需要重点阐述的基本原理。

分析“大气的保温作用图”时,要注意三个方面。

①了解太阳辐射、地面辐射、大气辐射三者的概念、来源、性质,理解地面是大气直接的热源。

②理解大气的受热过程,实际上就是太阳辐射、地面辐射和大气辐射之间相互转化的过程。它是大部分太阳短波辐射到达地面后被地面吸收,地面受热后产生地面长波辐射并向大气释放热量,大气吸收地面长波辐射并将绝大部分热量截留于大气层,形成大气层增温的一个能量转换过程。

③大气吸热升温后形成的大气辐射中,大部分能量返回地面形成大气逆辐射,将热量还给地面,形成对地面的保温,从而形成大气的温室效应作用。

专题9在承接专题8对流层热源和太阳辐射纬度差异等相关知识基础上,分析三圈环流、全球气压带风带的形成,为后面各专题的讲述打下基础。(具体分析见三、专题9单元知识结构分析)

2.专题10季风

专题10由“季风气候的成因”和“季风与农业”两个知识点组成。季风环流是与三圈环流对应的另一大气环流形式。

关于季风气候的成因,可利用课本的“亚洲季风1月、7月”图和专题9中的“1月份海平面及地面等压线分布”、“7月份海平面及地面等压线分布”图进行分析。由于地球表面是不均匀的,存在海陆分布、地形起伏等差异,其中最显著的就是海陆的差异;在此基础上理解海陆热力性质的不同,并运用海陆热力差异原理,解释北半球冬季、夏季气压中心的形成和分布;由于冬季、夏季气压中心的存在,原本呈条带状全球分布的气压带被一个个海陆的高、低气压中心所切断;于是在亚欧大陆与太平洋之间存在着巨大的气压差异,产生季风环流。因此海陆热力性质差异是季风气候形成的主要原因。最典型的是东亚季风。此外南亚季风的形成还与气压带、风带的季节移动有关。

关于季风与农业,首先需要点明季风气候鲜明的两个特点,即雨热同季和大陆性强。其次需要对中国和印度等季风气候区带有鲜明的“季风特征”的农业生产进行介绍。第三运用地图册(高中第一册)第38页“冬夏季风进退与中国东部雨带移动”图,引导学生说出我国东部雨带移动的基本规律。

3.专题11台风、寒潮和梅雨

专题11“台风、寒潮和梅雨”在专题9、专题10阐述大气基础知识和大气运动基本原理的基础上,结合我国实际,讲述常见的天气系统(锋面、气旋、反气旋)、常见气象气候灾害(台风、寒潮)的形成和发展变化,并通过灾害形成和发展规律的学习,了解灾害防御的基本知识和技能,促进学生自觉的灾害防治意识的形成。

关于台风知识点,首先通过教材中的专栏“台风‘麦莎’袭击我国沿海地区”介绍台风的危害;其次通过分析“北半球气旋与天气状况示意图”或观看光盘中的气旋动画,清晰地区分指天气系统气压状况的低气压,指气流状况的气旋基本概念的含义;第三要说明台风是热带气旋强烈发展的一种特殊形式。通过阅读专栏“热带风暴、台风和飓风”,明确它们是气旋在不同地区的不同叫法。

关于寒潮,首先通过教材中的专栏“2005年12月袭击上海的寒潮”介绍寒潮的危害;其次通过分析“北半球反气旋与天气状况示意图”或观看光盘中的反气旋动画,清晰地区分指天气系统气压状况的高气压,指气流状况的反气旋基本概念的含义;第三要说明反气旋按热力性质可分为冷性反气旋和暖性反气旋,我国长江中下游地区的伏旱天气,就是暖性反气旋控制下形成,冬季形成于蒙古、西伯利亚的强大冷高压就是冷性反气旋。

用表格比较气旋和反气旋(北半球)

气流状况

气压状况

水平运动方向

垂直运动方向

天气现象

气旋

低气压

逆时针

上升

阴雨

反气旋

高气压

顺时针

下沉

晴朗干燥

关于梅雨知识点,我们在学习过程中应从理解锋面天气的有关概念、现象切入,分析判断各类锋面形态、天气状况及其演变规律。在这里要分析透课本中的冷锋、暖锋锋面示意图和冷锋、暖锋天气示意图,①比较冷锋、暖锋图例的差异;②比较冷锋、暖锋天气示意图中的雨区与锋线的位置关系(移动方向);③比较冷锋、暖锋过境前、过境时、过境后的天气变化过程。在讲清上述三个问题后,再来分析准静止锋,其中典型的例子就是江淮地区的“梅雨”。

4.专题12人类活动与气候

专题12“人类活动与气候”由“全球变暖”、“酸雨”、“臭氧洞”以及“城市热岛和雨岛”四个知识点组成,着重阐述主要由人类活动造成的全球性大气环境问题及大气环境保护对策。“全球变暖”和“臭氧洞”的内容教学需要运用专题8“大气垂直分层”中大气成分、近地面大气热源等相关知识;“城市热岛和雨岛”的教学需要运用专题9“气压与风”和“大气环流”中的相关原理;“酸雨”的形成和酸雨区的分布需要综合初、高中化学知识,也与气压带、风带的知识紧密相关。在一定程度上,专题12既是本篇的概括和总结,又是联系实际、指导实践的内容,教学的重点是有关大气环境问题的危害和大气环境的保护措施。

本专题所讨论的全球变暖、酸雨、臭氧洞、城市热岛和雨岛是现今人类影响气候变化的热点。分析时要从三方面入手:产生原因、产生危害和解决措施。学习“全球变暖”时,要正确看待它的成因,即目前的全球变暖现象本身是全球气候变化的正常体现;其次必须明确近50年来由于大量使用矿物燃料和破坏森林,大气中温室气体增多可能对气候自然变暖的趋势起了加剧作用。全球变暖产生的危害包括:沿海低地被淹、不同地区的农作物产量有减有增、自然灾害的频次和强度增强、水资源的不稳定和供需矛盾增加。要减缓气候变暖的程度,我们人类应采取的对策应主要从如何减少二氧化碳排放开始。